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1、测量电阻的阻值基础夯实1.如图所示是利用伏安法测电阻的部分电路,若考虑电表内阻对电路的影响,则关于测量误差和产生原因,下列说法正确的是()A.测量值偏小,是由于电流表所测通过Rx电流偏小B.测量值偏小,是由于电压表所测Rx两端电压偏小C.测量值偏大,是由于电流表所测通过Rx电流偏大D.测量值偏大,是由于电压表所测Rx两端电压偏大答案D解析图中是电流表内接法,由于电流表的分压作用,电压测量值偏大,电流测量值准确,根据欧姆定律I=可知,电阻测量值偏大,等于电阻R与电流表内阻之和。2.在“伏安法”测电阻的实验中,实验电路图如图,若待测电阻Rx的阻值为8 ,要求实验中的电表不超过其量程,且电表的指针至
2、少能达到刻度盘的中线,所用的实验器材在下列器材中选取:电流表一只(00.6 A)、电压表一只(03 V)、滑动变阻器一只(050 )、电源一个(电源电压保持6 V不变)、开关一个、导线若干。实验中,为了保证电路安全且满足实验要求,滑动变阻器的取值范围为。答案28 解析当电路中电流最大为0.6 A时,总电阻最小,变阻器连入阻值最小,由串联电路的特点和欧姆定律可得:R+Rmin=,即:8 +Rmin=,解得:Rmin=2 ;电流表使用00.6 A量程,指针至少达到刻度盘中线,即电流表示数要达到0.3 A,电压表使用06 V量程,指针至少达到刻度盘中线,即电压表示数要达到3 V,此时电路中电流:I=
3、0.375 A,为使两表指针都至少达到刻度盘中线,则电路中电流最小为0.375 A,此时变阻器连入阻值最大,由串联电路的特点和欧姆定律可得:8 +Rmax=,解得变阻器连入的最大阻值为Rmax=8 ,所以滑动变阻器的取值范围为28 。3.如图为“用伏安法测小灯泡电阻”的实验器材,待测小灯泡额定电压为2.5 V。 (1)请你用笔画线代替导线,将实物电路连接完整;(2)实验中,小明连接好电路后闭合开关,发现小灯泡不亮,且电压表无示数,电流表有示数,则故障的原因可能是;(3)排除故障后,小明移动滑动变阻器的滑片,记录多组小灯泡两端不同的电压及对应的通过小灯泡的电流值,根据这些数据在坐标纸上绘制出了通
4、过小灯泡的电流随其两端电压变化关系的图象如图所示。分析图象可知小灯泡正常工作时的灯丝电阻为 ;(4)小明不能用此电路图研究电流与电压的关系,理由是。答案(1)如图所示(2)灯泡短路(3)10(4)因为灯泡的电阻随温度的升高而增大,不能保持电阻一定解析(1)灯泡的额定电压为2.5 V,所以电压表的量程为03 V,且与灯泡并联;滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中;(2)电流表有示数,说明电路通路;电压表无示数,说明电压表测导线两端电压,即灯泡短路;(3)由图象知,灯泡在2.5 V时的电流为0.25 A,R=10 ;(4)这个实验不能用来研究电流与电压的关系,因为灯丝的电阻随温度的升高而增大,而
5、电流与电压关系的实验中,要控制电阻值大小不变。4.小清设计了测量待测电阻R阻值的电路如图甲所示,他的测量步骤如下:第1步:将Rx接在电路中A、B两点间,闭合开关S,调节滑动变阻器滑片P至适当位置,此时电压表的示数如图乙所示,示数为 V,断开开关S,移走Rx;第2步:再将电阻箱R接在A、B两点间,闭合开关S,保持滑动变阻器的滑片P位置不变,调节电阻箱使电压表的示数仍如图乙所示,此时电阻箱接入电路中阻值R=48 ,则小清测得Rx的阻值为 。讨论:在第2步中,若小清无意中将滑动变阻器的滑片P向右移了少许,则他测得Rx的阻值将(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。答案1.848偏大解析第1步:电压表选用
6、小量程,分度值为0.1 V,电压为1.8 V;第2步:调节电阻箱使电压表的示数仍如图乙所示,此时电阻箱接入电路中阻值R=48 ,根据等效替代法,则小清测得Rx的阻值为48 ;如果向右移动滑片,则此时变阻器接入电路的电阻变大,根据串联电路可知,不变时,R滑变大,则R箱也相应变大,即他测得Rx的阻值将偏大。5.(2019四川攀枝花中考)某学习小组的同学为测量小灯泡在不同电压下的电阻,设计了实验电路并进行了部分连接,如图甲所示。 (1)请将图甲中的实物电路补充完整;(2)为了保护电路,闭合开关S前,应将滑片P移到滑动变阻器的(选填“左”或“右”)端;(3)闭合开关S,该小灯泡正常发光,调节滑动变阻器
7、,让电压逐次降低,测量的数据如下表:数据序号1234567发光情况明亮不很亮不亮较暗微光熄灭熄灭电压U/V2.52.11.71.30.90.50.1电流I/A0.280.240.210.190.160.05计算的电阻R/8.97.16.24.73.12.0当电压表的示数为2.1 V时,电流表的示数如图乙所示为 A,此时小灯泡的电阻为 ;(4)分析表中数据,可以发现小灯泡的电阻随电压的减小而。答案(1)如图所示(2)右(3)0.268.1(4)变小解析(2)为了保护电路,闭合开关S前,应将滑片P移到滑动变阻器的阻值最大处,即右端;(3)当电压表的示数为2.1 V时,电流表的示数如图乙所示,电流表
8、选用小量程,分度值为0.02 A,电流为0.26 A,由欧姆定律,此时小灯泡的电阻为R=8.1 ;(4)分析表中数据,可以发现小灯泡的电阻随电压的减小而变小。能力提升6.在测电阻Rx的实验中,若电压表损坏,利用其他的原有器材也能测出未知电阻Rx的阻值,实验电路如图所示(已知滑动变阻器最大阻值为R0,电源电压未知且不变),请将下列相关实验步骤补充完整。(1)闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,记录电流表示数I1;(2)闭合开关S,记录电流表示数I2;(3)写出待测电阻的表达式:Rx=(用已知量和测量符号表示);(4)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调到最(选填“左”或“右”)
9、端。答案(2)将滑片P移到b端(3)R0(4)右解析(2)闭合开关S,应将滑片移到b端,记录电流表示数I2;(3)Rx表达式的推导:(2)中,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到b端,Rx被短路,只有R0工作,电流表示数为I2,所以电源电压:U=I2R0,(1)中,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P移到a端,两电阻并联,总电流为I1,两次实验中,R0两端电压均等于电源电压,R0阻值不变,所以通过R0的电流均为I2,根据并联电路的电流特点可得,通过待测电阻的电流Ix=I1-I2,并联电路电压相等,则待测电阻两端的电压Ux=U=I2R0,所以待测电阻Rx=R0;(4)根据并联电阻小于其中任一个电阻,
10、串联电路的电阻大于其中任一电阻,故为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调到最右端。7.(2019湖南郴州中考)为了测量电源电压和定值电阻,某物理小组设计了如图甲所示的电路。 (1)根据图甲所示电路,用笔画线表示导线,将实物电路补充完整;(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应放在(选填“a”或“b”)端;(3)假设电源电压恒为U0,定值电阻的阻值为R1。如果电压表示数用U表示,电流表示数用I表示,则U与I的关系式为U=(用U0、I、R1表示);(4)检查电路无误后,闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P,进行多次实验,记录电流表和电压表的读数,并画出了U-I图象,如图丙所示。图象是一条直线,
11、与U、I坐标轴分别交于3 V和0.6 A处。由此可知,电源电压U0= V,定值电阻R1= 。答案(1)如图所示(2)b(3)U0-IR1(4)35解析(1)变阻器与电流表串联后与电压表并联,如答案图所示;(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应放在阻值最大处的b端;(3)假设电源电压恒为U0,定值电阻的阻值为R1,如果电压表示数用U表示,电流表示数用I表示,根据串联电路的规律及欧姆定律有:U+IR1=U0,则U与I的关系式为U=U0-IR1;(4)图象是一条直线,与U、I坐标轴分别交于3 V和0.6 A处,将(0,3 V)代入得电源电压U0=3 V;将(0.6 A,0)代入得0+0.6 AR1=3
12、 V,故R1=5 。8.(2019四川泸州中考)程新同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电压U和未知电阻Rx的阻值。已知定值电阻的阻值为R0、电源两端电压保持不变。请完成下列实验步骤: (1)根据甲中电路图,用黑色签字笔画线代替导线,将乙中的实物图补充完整。(2)电路正确连接后,当开关S、S1闭合,S2断开时,电流表示数为I1;则电源的电压U=。(3)当开关S、S2闭合,S1断开时,电流表示数为I2;则待测电阻Rx=。(4)不改变甲图所示的电路,若开关S1始终处于断开状态,仅对开关S、S2进行操作(选填“仍能”或“不能”)测量电源电压和未知电阻Rx的阻值。答案(1)如图所示(2)I1R0(3)
13、(4)仍能解析(1)根据甲图,将S2的右接线柱与电流表负接线柱连接起来。(2)电路正确连接后,当开关S、S1闭合,S2断开时,两电阻并联,电流表测定值电阻的电流,由欧姆定律,电流表示数为I1,则电源的电压U=I1R0;(3)当开关S、S2闭合,S1断开时,两电阻并联,电流表测干路电流,由并联电路各支路互不影响,通过待测电阻的电流为I0=I2-I1,由欧姆定律得,待测电阻Rx=;(4)不改变甲图所示的电路,若开关S1始终处于断开状态,只闭合S,电流表测通过定值电阻的电流,由欧姆定律可得出电源电压;开关S、S2闭合,电流表测干路,根据并联电路各支路不影响,由并联电路电流的规律,可求出通过待测电阻的
14、电流,由欧姆定律可求出未知电阻Rx的阻值。9.在“测小灯泡电阻”的实验中,小萌同学选用的是额定电压U额=2.5 V的小灯泡(电阻大约10 )。 (1)请用笔画线代替导线将甲图的实验电路中未连接部分补充完整。(要求:闭合开关前,将滑动变阻器的滑片置于A端)(2)电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,若(写出电流表和电压表指针偏转情况),则说明小灯泡断路。(3)若小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电阻约为 。(保留2位小数)(4)某同学没有使用电压表,而是用了两个电流表和一个5 的电阻R设计了如图丙所示的电路,同样测出了小灯泡正常发光时的电阻,具体操作是:闭合开关,移
15、动滑动变阻器的滑片,当电流表A1的示数为I1= A时,小灯泡正常发光。若此时电流表A2的示数为I2,则小灯泡正常发光时电阻的表达式为(用字母即可)。答案(1)如图所示(2)电流表指针不偏转,电压表指针偏转角度较大(3)8.33(4)0.5RL=解析(1)额定电压U额=2.5 V的小灯泡,则电压表应选用小量程与灯并联;灯泡的电阻大约10 ,则灯的额定电流约为I=0.25 A,故电流表选用小量程与灯串联,闭合开关前,将滑动变阻器的滑片置于A端即阻值最大处,故变阻器右下接线柱连入电路中;(2)当小灯泡断路时,电压表串联在电路中测电源电压,其示数等于电源电压,电压表自身电阻非常大,所以电路中电流非常小,电流表示数几乎为0;所以,电路连接正确后,闭合开关,发现小灯泡不亮,若电流表指针不偏转,而电压表指针偏角较大,则说明小灯泡断路;(3)若小灯泡正常发光时电流表的示数如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02 A,电流为0.3 A,由欧姆定律可得,小灯泡正常发光时的电阻约为RL=8.33 ;(4)利用图丙的电路测小灯泡正常发光时的电阻,具体操作如下,移动滑动变阻器的滑片,当电流表A1的示数为I1=0.5 A时,小灯泡正常发光;若此时电流表A2的示数为I2,根据并联电路电流的规律,小灯泡正常发光时的电流为:IL=I2-I1,由欧姆定律可得,小灯泡正常发光时电阻的表达式为RL=。